CN102178518A - 用于用脉搏波连续测量估算动脉血压的个体化校正方法及装置 - Google Patents

Abstract

用于用脉搏波连续测量估算动脉血压的个体化校正方法及装置，实时记录被测者的脉搏波传导时间PWTT；获取和记录被测者的平均血压值BP1，并获取对应时刻的脉搏波传导时间PWTT1，将这两数据作为第一组数据；然后，连续监测和记录被测者的脉搏波传导时间PWTT，每当监测到当下脉搏波传导时间值与之前一组数据记录的脉搏波传导时间值之差的绝对值大于某一域值时，即触发示波法测血压仪器对被测者当下的平均血压值BPn进行一次测量，如此在一个监测时间段里，依次获取2组或2组以上搏波传导时间值和对应平均血压值，取两组或两组以上的数据作为计算数据，计算方程A的个体化回归系数a、b。本发明操作简单，易于实施，可使计算出的回归系数更符合被测个体的实际情况。

Description

用于用脉搏波连续测量估算动脉血压的个体化校正方法及装置

技术领域

本发明属一种用于获取与人体生理参数相关信息的方法，具体涉及一种用于人体动脉血压连续测量的个体化回归系数的获取方法及使用的装置。

背景技术

无创血压测量是通过检侧动脉血管壁的搏动或血管容积等参数间接得到血压，这种测量可分为间歇式和连续式两种，间歇式测得的是在某特定测量时刻的血压值，由于每次心跳及每一时间点血液对动脉管壁的压力均在变动中，此方法测出的收缩压和舒张压不一定是被测者有代表性的血压，且不是同一次心脏搏动中的数值；连续式可以无间歇地测量血压，它可以提供每博血压或连续的动脉压力波形；无论对临床医学还是基础医学，实现血压的无创连续测量都是非常重要的，但直到目前为止，尚没有一种较为理想的监测方法。

用脉搏波PWTT的连续测量来估算动脉血压BP是一种无创连续测量方法，早在1922年，即有人发现脉搏波传导速度(PWTV)或传导时间(PWTT)与动脉血压有关，也与血管容积和血管壁弹性量有关；1957年，又有人提出在一定范围内，PWTT和动脉血压BP之间呈线性关系，而且这种关系在某一个体身上，在一段时期内是相对稳定的，但对每位个体来说，这种PWTV和PB之间的比例系数又是由于各个体、血管壁组织结构不同而差别较大，而在以往的应用PWTT估算血压的研究中，对不同的个体多是采用相同的参数来计算，这样就存在较大的误差。

根据脉搏波传导时间PWTT与动脉血压BP之间呈现的线性关系，可为被测者建立下述PWTT与逐拍动脉血压BP之间的回归方程：

BP＝a+b*PWTT    ……(A)

其中BP为动脉血压，PWTT为脉搏波传导时间，a和b为待定的回归系数，a，b的大小是因人而异的，但同一个体在短时间内，这一数值是确定的，这样问题的关健就变为针对每个个体确定其个体化的回归系数a和b，确定了a和b，即可利用脉搏波传导时间PWTT(也可利用脉搏波传导速度PWTV)的连续测定来估算每一个体连续的动脉血压BP，这样就需要利用个体化回归技术对待定系数a、b进行校正，以使在脉搏波的连续测量中，能够通过回归方程(A)估算出的连续动脉血压值能够更附合被测个体的实际情况。

从原理上说，两个待定参数需要用两组独立的实验数据来确定，被测个体的脉搏波传导时间PWTT是可得的，静息时的平均血压是可得的，所以系数a易于确定(截距)，关健是回归系数b的校正，b＝ΔBP/ΔPWTT(斜率)，现有技术有采用用运动或药物来改变血压的方法，以此得到两组数据来确定系数b，由于方程(A)所示的线性关系是以将每一个体短期内的血管壁特性视为保持不变为前提的，而上述两种方法都会改变血管壁的特性，因此存在原理性的缺欠。

又有人提出通过改变体位(例如平躺抬腿)造成被试个体的部分血管内压力改变，从而使这段血管内的脉搏波速度发生改变，最终引起脉搏波传导时间的变化，在正常状态下和改变体位状态下进行两组独立试验，通过两组测得结果确定两个参数a和b，这种方法可提高校正的准确性，但不能在改变体位的状态下，连续得到与每拍动脉血压相关的多组信息。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于用脉搏波连续测量估算动脉血压的个体化校正方法，该方法不需更多的人工干予，易于实施，而且可使通过脉搏波连续测量估算出的连续动脉血压值更符合被测个体的实际情况。

解决上述问题的方法包含下述内容：

(1)、为被测者建立下述脉搏波传导时间PWTT与逐拍动脉血压BP之间的回归方程：

BP＝a+b*PWTT    ……A

其中a、b为个体化回归系数

(2).通过实时监测被测者的心电和脉搏波，计算和记录被测者的脉搏波传导时间PWTT；

(3)、用示波法测血压仪器或听诊法获取和记录被测者T1时刻的平均血压值BP1，并获取对应时刻的脉搏波传导时间值PWTT1，将记录的这两数据作为第一组数据；

其特征在于，还包含下述内容：

(4)、获取了第一组数据后，连续或者有间断的连续监测和记录被测者的脉搏波传导时间PWTT，每当监测到当下的脉搏波传导时间值PWTTn与之前记录的一组数据所记录的脉搏波传导时间值PWTTn-1之差的绝对值大于某一域值时，即自动触发示波法测血压仪器对被测者当下的平均血压值BPn进行一次测量，并记录下本次在Tn时刻实时获取的脉搏波传导时间值PWTTn和对应的平均血压值BPn，如此进行，在一个连续或者有间断的连续监测过程里，依次获取n组脉搏波传导时间值和对应平均血压值，其中n为不小于2的自然数2、3、4...；

(5)、在获取的n组脉搏波传导时间值和对应平均血压值数据中，取两组或两组以上的数据作为计算数据，计算方程A的个体化回归系数a、b。

进一步方案是，采用两组计算数据计算时，将两组计算数据分别代入方程A，通过解二元一次方程，计算出用脉搏波连续测量估算动脉血压所依据的方程BP＝a+b*PWTT的个体化回归系数a和b。

进一步方案是：采用大于2组的多组计算数据计算时，将多组计算数据分别代入方程A，然后用最小二乘法计算出用脉搏波连续测量估算动脉血压所依据的方程BP＝a+b*PWTT的个体化回归系数a和b。

本方法使用的装置包括：微处理器，以及

心电传感器，通过放大采集电路与微向理器连接，用于向微处理器输入被测者的心电信号；

脉搏波传感器，通过放大采集电路与微向理器连接，用于向微处理器输入被测者的脉搏波信号；

装有压力传感器的袖带，通过与压力传感器连接的放大电路与微处理器连接，用于向微处理器输入袖带压力信号；

充气单元和放气单元，分别用于在微处理器的控制下控制袖带的充气和放气；

输出装置，用于输出微处理器的数据处理结果。

由于在同一个体身上，公式(A)所表达的PWTT和平均动脉血压BP之间的线性关系在一段时期内是相对稳定的，所以完成本发明所述的全部监测过程，可以是全程连续的，也可以是有间断连续的，通常监测过程从十几小时到几十小时完成都是可以的，因为在这样短的时间内这种线性关系不会有大的变化；而获取的每一组计算数据PWTTn和BPn在时间上的对应关系也并不一定要求是对“同一时刻”Tn的绝对同步，而只要是满足在血压相对稳定的较短时间段内的相对同步即可(通常是监测到脉搏波传导时间值达到一定域值符合启动条件后，马上启动测量当下的平均血压值即可)。

根据在相对长的一段时间内，一般人都会出现生理性的血压波动，例如人体在白天和夜间的血压就有较大差异，因此本发明采用脉搏波的连续实时监测和示波法测血压的自动择时触发方法采集两组或两组以上的波动血压及脉搏波传导时间值作为计算数据，进一步计算得出脉搏波传导时间PWTT与逐拍动脉血压BP之间的回归方程中的个体化校正系数a、b。

本发明装置的工作原理是：微处理器可利用心电传感器和脉搏波传感器输入的信号计算出被测者的脉搏波传导时间PWTT值，利用脉搏波传感器和袖带压力传感器输入的信号用示波法获取被测者的平均血压值BP，本装置不仅可以实时逐拍监测和记录脉搏波传导时间值PWTT和动脉血压值BP，而且还可以通过软件设置，在监测到的脉搏波传导时间出现较大变化时，自动触发袖带的充、放气装置工作，实时监测记录被测者当下的平均血压值，在获取了两组或两组以上的数据后，即可计算出用脉搏波连续测量逐拍估算动脉血压所需的个体化回归系数。

本发明装置在用于本发明个体化校正方法的实施、获取个体化回归系数后，即可在不再需要用袖带的情况下，仅通过对被测者脉搏波的实时监测，获取被测者的逐拍平均动脉血压，而且还可以用于对在这之前的脉搏波传导时间实时监测记录时间段的动脉血压进行逐拍回顾性回放。。

本发明克服了用药物方法或改变体位方法获取个体化回归系数的不足，操作简单，易于实施，不需更多的人工干予即可自动获取两组或更多组的计算数据，用于计算动脉血压连续测量所需的个体化回归系数，整个血压测量过程最少只须要进行2次血压测量即可达到长时间连续动态监测血压的目的；并且可以使利用脉搏波传导时间估算出的连续动脉血压值更符合被测个体的实际情况。

附图说明

图1、本发明装置结构示意图

具体实施方式

实施例1

本例采用的装置是：设有中心微处理器，以及

心电电极传感器，通过放大采集电路与微向理器连接，用于向微处理器输入被测者的心电信号；

脉搏波传感器，通过放大采集电路与微向理器连接，用于向微处理器输入被测者的脉搏波信号；

装有压力传感器的袖带，通过与压力传感器连接的放大电路与微处理器连接，用于向微处理器输入袖带压力信号；

充气单元和放气单元，分别用于在微处理器的控制下控制袖带的充气和放气；

输出装置，包括显示屏和打印输出装置，用于输出微处理器的数据处理中间结果和最终结果。

用本装置获取利用脉搏波连续测量估算动脉血压的个体化回归系数的方法是：：

1、为被测者建立下述脉搏波传导时间PWTT与逐拍动脉血压BP之间的回归方程：

BP＝a+b*PWTT    ……(A)

其中a、b为个体化回归系数

2.将心电传感器第二导联和脉搏波传感器分别装在被测者的前胸部位和手指端部位；用微处理器同步记录被测者的心电和指端脉搏波，并据此实时计算脉搏波传导时间值PWTT；

3、将袖带固定在被测者一侧的上臂，通过示波法测血压的方法获取和记录被测者的初始平均血压值BP1，并记录与之对应时间里测得的初始脉搏波传导时间值PWTT1，将记录的这两数据作为第一组计算数据；

4、获取第一组计算数据后，继续对被测者的心电和指端脉搏波信号进行连续监测，微处理器根据连续同步监测到的心电与脉搏波信号，实时计算和记录被测者的脉搏波传导时间，当监测到当前时刻T2的脉搏波传导时间值PWTT2值与第一组计算数据记录的PWTT1值之差的绝对值大于设定的域值30ms时，触发袖带的充、放气装置自动充气、放气一次，用示波法测量出当前的动脉血压值BP2，并记录下本次获取的脉搏波传导时间值PWTT2和对应的平均血压值BP2，将这两数据作为第二组计算数据。

本例从下午1点获取上述第一组计算数据开始，大约又用了12个小时左右的时间获取了上述第二组计算数据，通常监测时间超过12小时，人体血压值即可有较大的生理变化，从而获得两组计算数据。

5.将两组计算数据分别代入公式(A)，解二元一次方程，计算出公式(A)BP＝a+b*PWTT中的个体化回归系数a和b。

获得个体化回归系数a和b，即可根据实时监测到的被测者的PWTT，利用公式(A)逐拍计算出实时的平均血压值BP，也可利用存储的全程PWTT逐拍计算出整个监测过程的全程动脉血压值，供回顾分析使用。

实施例2

与实施例1不同的是，本例设定的脉搏波传导时间差的域值是10ms，同时获取的计算数据是10组。

在如实施例1一样获取了第一组脉搏波传导时间值和平均血压值-PWTT1、BP1后，继续对被测者的心电和指端脉搏波信号进行连续监测，微处理器根据连续同步监测到的心电与脉搏波信号，实时计算和记录被测者的脉搏波传导时间，每当监测到脉搏波传导时间值PWTTn与之前一组计算数据记录的脉搏波传导时间值PWTTn-1之差大于设定的域值10ms时，就触发一次示波法测出当前对应的平均血压值BPn，并记录本次获取的这组计算数据，直到获得第十组计算数据，共得到的PWTT值和BP值如下：

PWTT＝PWTT1，PWTT2，...，PWTT10

BP＝BP1，BP2，...BP10

然后用曲线拟合法：将这十组计算数据分别代入公式BP＝a+b*PWTT，再利用最小二乘法求出该公式的个体化回归系数a和b。

本例通过监测得到十组计算数据，再用最小二乘法求出个体化回归系数a和b，这样可使通过脉搏波连续测量用公式BP＝a+b*PWTT估算出的连续动脉血压值更符合被测个体的实际情况。

本例获取了上述10组计算数据大约连续用了16小时左右。

监测过程可以全程连续，也可以是有间断地分段连续。

实施例3

本例在Tn-1和Tn两个时间点，分别获取了两组计算数据PWTTn-1、BPn-1，和PWTTn、BPn，将这两组计算数据分别代入公式BP＝a+b*PWTT，然后用内插法计算出在Tn-1到Tn时间点之间的用脉搏波连续测量估算动脉血压所依据的方程BP＝a+b*PWTT的个体化回归系数a和b。

在Tn-1到Tn时间段里的平均血压值，可通过脉搏波的连续测量，用本例内插法获取回归系数的方程BP＝a+b*PWTT逐拍算出，本例方法可提高Tn-1到Tn时间段里动脉血压估算的准确性。。

实施例4

本例在Tn-1和Tn两个时间点，分别获取了两组计算数据PWTTn-1、BPn-1，和PWTTn、BPn，将这两组计算数据分别代入公式BP＝a+b*PWTT，然后用外插法计算出从Tn-1到Tn时间段之外的用脉搏波连续测量估算动脉血压所依据的方程BP＝a+b*PWTT的个体化回归系数a和b。

在Tn-1到Tn时间段之外的平均血压值，可通过脉搏波的连续测量，用本例外插法获取回归系数的方程BP＝a+b*PWTT逐拍算出，本例方法可提高Tn-1到Tn时间段之外动脉血压估算的准确性。。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.用于用脉搏波连续测量估算动脉血压的个体化校正方法，包含下述内容：

(1)、为被测者建立下述脉搏波传导时间PWTT与逐拍动脉血压BP之间的回归方程：

BP＝a+b*PWTT    ……A

其中a、b为个体化回归系数

(2).通过实时监测被测者的心电和脉搏波，计算和记录被测者的脉搏波传导时间PWTT；

(3)、用示波法测血压仪器或听诊法获取和记录被测者T1时刻的平均血压值BP1，并获取对应时刻的脉搏波传导时间值PWTT1，将记录的这两数据作为第一组数据；

其特征在于，还包含下述内容：

(4)、获取了第一组数据后，连续或者有间断的连续监测和记录被测者的脉搏波传导时间PWTT，每当监测到当下的脉搏波传导时间值PWTTn与之前记录的一组数据所记录的脉搏波传导时间值PWTTn-1之差的绝对值大于某一域值时，即自动触发示波法测血压仪器对被测者当下的平均血压值BPn进行一次测量，并记录下本次在Tn时刻实时获取的脉搏波传导时间值PWTTn和对应的平均血压值BPn，如此进行，在一个连续或者有间断的连续监测过程里，依次获取n组脉搏波传导时间值和对应平均血压值，其中n为不小于2的自然数2、3、4...；

(5)、在获取的n组脉搏波传导时间值和对应平均血压值数据中，取两组或两组以上的数据作为计算数据，计算方程A的个体化回归系数a、b。

2.根据权利要求1所述的用于用脉搏波连续测量估算动脉血压的个体化校正方法，其特征在于，采用两组计算数据进行计算时，将两组计算数据分别代入方程A，通过解二元一次方程，计算出用脉搏波连续测量估算动脉血压所依据的方程BP＝a+b*PWTT的个体化回归系数a和b。

3.根据权利要求1所述的用于用脉搏波连续测量估算动脉血压的个体化校正方法，其特征在于，采用大于2组的多组计算数据计算时，将多组计算数据分别代入方程A，然后用最小二乘法计算出用脉搏波连续测量估算动脉血压所依据的方程BP＝a+b*PWTT的个体化回归系数a和b。

4.根据权利要求1所述的用于用脉搏波连续测量估算动脉血压的个体化校正方法，其特征在于，在Tn-1和Tn两个时间点，分别获取了两组计算数据PWTTn-1、BPn-1，和PWTTn、BPn，将这两组计算数据分别代入公式BP＝a+b*PWTT，然后用内插法计算出在Tn-1到Tn时间点之间的用脉搏波连续测量估算动脉血压所依据的方程BP＝a+b*PWTT的个体化回归系数a和b。

5.根据权利要求1所述的用于用脉搏波连续测量估算动脉血压的个体化校正方法，其特征在于，在Tn-1和Tn两个时间点，分别获取了两组计算数据PWTTn-1、BPn-1，和PWTTn、BPn，将这两组计算数据分别代入公式BP＝a+b*PWTT，然后用外插法计算出从Tn-1到Tn时间段之外的用脉搏波连续测量估算动脉血压所依据的方程BP＝a+b*PWTT的个体化回归系数a和b。

6.权利要求1-5所述方法使用的装置，其特征在于，包括微处理器，以及

心电传感器，通过放大采集电路与微向理器连接，用于向微处理器输入被测者的心电信号；

脉搏波传感器，通过放大采集电路与微向理器连接，用于向微处理器输入被测者的脉搏波信号；

装有压力传感器的袖带，通过与压力传感器连接的放大电路与微处理器连接，用于向微处理器输入袖带压力信号；

充气单元和放气单元，分别用于在微处理器的控制下控制袖带的充气和放气；

输出装置，用于输出微处理器的数据处理结果。

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